舰船电磁兼容预测仿真中的天线建模研究

总结了舰船设计中电磁兼容仿真计算所需的天线模型类型,结合工程应用论述了其适用范围及关键参数设置原则,通过舰船电磁仿真软件(Ship EDF)进行天线建模及仿真案例分析,结果表明:对通信天线进行矩量法全波建模、对雷达天线进行等效惠更斯源建模是一种行之有效的方法,可满足工程应用的需要,对舰船总体甲板多天线布局具有较重要指导意义。     

基于阵元扩展法的阵列天线方向图研究

提出一种分析阵列天线辐射方向图的阵列扩展方法。该方法在计算阵列天线辐射方向图时,只计入较邻近单元的互耦效应,忽略较远单元之间的互耦,从而简化了计算方法、加快了计算速度。以Vivaldi阵列天线为例,应用阵元扩展方法对其辐射方向图进行仿真计算,仿真结果和测试结果吻合,主瓣完全一致,副瓣基本一致。该阵元扩展方法可以应用在阵列天线辐射预测与仿真工作中。     

舰船辐射噪声的混沌特性检验

为提取舰船目标辐射噪声混沌特征,实现对舰船目标的自动识别,首先需要对舰船辐射噪声的混沌特性进行检验。采用一种改进的Lyapunov指数谱估计方法,计算其最大Lyapunov指数是否大于零,以及所有的Lyapunov指数之和是否小于零来判定噪声时间序列是否具有混沌特性。采用三类舰船目标辐射噪声作仿真计算,仿真结果表明三类舰船辐射噪声都具有一定的混沌特性,该结论为下一步基于混沌预测的目标检测以及提取舰船辐射噪声非线性混沌特征等工作奠定了理论基础。     

舰船辐射噪声建模及仿真模拟器的实现

舰船辐射噪声的仿真模拟是测试被动声呐系统及声诱饵的关键技术.本文通过对舰船辐射噪声信号的声学特性分析,对其线谱、连续谱和调制包络进行了建模与仿真,模拟生成了辐射噪声信号,并研制了基于DSP硬件系统的舰船辐射噪声模拟器.根据噪声的连续谱特性,提出了一种用FIR滤波器实现宽带噪声信号模拟的方法,建立了辐射噪声的仿真模型.通过对模拟器输出信号进行功率谱分析,表明该模拟器能很好的反映舰船辐射噪声信号的基本声学特性.     

基于FEKO的舰载多天线耦合计算分析

针对电大复杂舰船环境下多天线间耦合计算的实际问题,采用FEKO软件在船体平台上对舰载天线进行建模与仿真,分别应用MOM、MLFMM等混合算法计算天线S参数;并通过共轭匹配阻抗的方法来预测最坏情况下的天线间耦合情况.     

舰船短波电磁环境仿真建模的工程应用研究

舰船短波电磁环境仿真建模是面向舰船短波大功率天线优化布局、电磁环境精确计算与数字表征、电磁环境计算机模拟的关键技术,要保证舰船电磁环境分布的仿真结果贴近工程实际,必须对舰船电磁环境仿真模型进行精确构建和算法适应性处理。本文针对舰船短波电磁环境分布特征,分析了影响舰船电磁环境仿真准确性的主要因素,结合计算机图形学、计算电磁学和电磁波理论对舰船电磁环境仿真建模的工程应用技术开展了研究,提出了适用于电大尺寸复杂平台电磁环境仿真的优化建模方法。结果表明,该建模方法能满足工程应用需求,与试验数据对比的平均误差小于3dB。     

舰船结构对天线辐射性能影响程度的分析

基于物理光学法及物理绕射理论,应用专用舰船电磁仿真软件Ship-EDF,定量计算分析舰船典型结构对天线辐射性能的影响。分析研究舰船结构对天线反射或散射所引起天线辐射方向图的畸变情况,重点讨论天线上舰前后方向图特性对比和舰船桅杆对天线辐射特性的影响。     

微带阵列天线的设计与FDTD分析

论文设计出工作频率在1．79GHz的矩形微带天线,利用FDTD进行建模和仿真,分析了该微带天线的频率特性和远场辐射方向图。以这个微带天线为单元,设计出了两种采用不同馈电方法的直线阵列天线,分别计算了它们的远场辐射方向图,讨论了阵列天线单元间互耦的影响,并得出了结论。     

典型雷达辐射近场和天线间耦合度预测方法改进研究

舰船等复杂武器平台由于上层结构的复杂性,其雷达电子战系统天线的辐射近场分布预测和天线间耦合度计算一直是学术界和工程界研究的热点和难点。针对复杂平台上典型雷达天线辐射近场的各种主流计算方法进行求解效率、预测精度、工程适用性等方面的综合比较与分析,对复杂环境下雷达天线间耦合度计算方法提出了兼具精度和效率的MLFMA＋UTD改进思路,为解决舰船平台上雷达电子战系统间耦合能量的计算难题及其电磁兼容设计提供新途径。     

时域有限差分法在天线辐射可视化中的应用研究

针对常见的舰载单极套筒天线,利用时域有限差分法（FDTD）对仿真空间进行了Yee网格划分,并建立了该天线的数理模型。在工作频率为30MHz时,对天线进行了可视化仿真,通过对天线表面电流的幅度与相位进行分析,验证了模型的正确性以及计算的精确性;同时,利用天线辐射相位分布图直观地分析了天线的辐射过程。仿真结果表明,针对舰载单极套筒天线的FDTD建模方法对舰载天线的辐射分析与工程设计具有一定的指导意义。     

基于设计特征的FRIENDSHIP船型参数化方法及实现

船型设计是船舶总体设计中一项极其复杂且又重要的内容,船舶的结构设计、性能计算、总布置等都要以船型为依据,因此,如何实现船型参数化设计尤为重要。FRIENDSHIP系统为船型设计提供了基于Feature特征和仿真驱动设计的参数化方法和实现机制。在对船型参数化基本理论———特征参数、特征曲线和曲面生成等进行详细阐述的基础上,以某型船艉部裸船体为例,具体阐述了船型参数化的实现流程,以及以Feature、Curveengine和Meta surface为特征机制的船型参数化的具体步骤。以Feature特征为核心的船型参数化方法不仅能为船型曲面的快速建立提供技术支撑,还可以为性能分析和优化提供基础条件。     

基于综合航行性能最佳的大型船舶船型参数的一种设计方法

本文提出了一种在复杂航态条件下基于船舶综合航行性能最佳的船型参数确定方法,编制了计算软件.大量计算结果表明:软件运行稳定性好、可靠性高.使用该软件能方便地得到各设计变量的航行性能综合最优可能性分布函数,该函数直观地反映了船舶最佳综合航行性能随单个设计变量的变化规律,为解决设计变量间对于性能综合贡献量化比较和船舶多航态情况下船舶综合航行性能最佳的船型参数确定提供了一种具有实用价值的方法;为船舶设计方案的综合评估、船舶参数的综合决策和提高船舶设计效率准备了条件.     

内河多工况船机桨匹配优化设计

[目的]内河船舶在航行时存在顺水、逆水和急流等多种工况,传统的内河船舶船?机?桨匹配设计方法仅对船舶在逆水上行时进行了匹配设计,而在顺水下行工况,因船舶推进效率低、主机利用率低,造成油耗成本高、经济性较差等,因此需进行多工况内河船舶船?机?桨匹配优化设计.[方法]首先,在不同工况下对内河船舶推进系统的各参数进行设计,并...     

电磁兼容性船模预测在电波暗室内的实现

根据电磁缩尺模型理论,介绍电磁兼容性船模预测的理论和条件;推导了天线端感应电压、天线耦合度与缩尺比之间的关系;采用电波暗室作为船模预测的试验场地,进行天线方向图、天线耦合度（或隔离度）、近区场强等参数测试.由理论计算和大量试验分析得出：此方法用来确定舰船通信天线优化布置,了解电磁环境分布是正确可行的.采用虚拟仪器软件平台开发的船模自动测试系统,可实现在电波暗室内开展船模电磁兼容预测.     

红外、雷达隐身在舰船上的应用

红外、雷达隐身技术是舰船隐身技术的主要研究重点，对舰载红外、雷达隐身技术的原理及概念进行了简要论述。舰载红外源包括：内部红外源、外部红外源。提出了解决这些红外辐射所采用的各种抑制红外措施，达到红外隐身的目的。舰载雷达隐身包括：外形设计、天线设计、吸波材料设计，以及各国海军运用这些技术措施来进行雷达隐身的应用实例。     

航标船作业流程及设备配置设计研究

针对传统航标船作业设备配置简单、人工作业多、劳动强度大、安全性较差等优缺点,结合美国新型航标船的设备配置及先进的设计理念,并基于中国船员的操作习惯,对航标作业流程中的布标、撤标、检查、维修所需的设备作了简要介绍。对液压系统的优化配置设计等进行分析研究,以达到优化配置、提高工作效率的目的,并有效减少了船员的劳动强度及操作危险性。     

大洋钻探船泥浆系统设计研究

泥浆系统是大洋钻探船的重要组成部分,其设计常常面临系统设备众多,参数匹配困难、钻井作业效率低、安全性等问题,直接影响大洋钻探效果。该文在大洋钻探船泥浆需求论证基础上,对高压泥浆系统、泥浆配置系统、泥浆存储输送系统、泥浆处理系统、散料存储输送系统、高压固井系统等开展工艺流程分析,提出泥浆系统区域规划原则,合理规划泥浆泵舱、泥浆池舱和泥浆处理区域,形成适用于目标船型的泥浆系统区域布置方案;并基于泥浆工艺流程的功能要求,合理进行泥浆设备选型,形成系统配置方案,为船型工程设计提供依据。     

舰载平面阵天线布置中的电磁兼容性问题及控制措施

以平面阵天线为射频集成系统的典型研究对象,从电磁兼容性层面分别研究平面阵天线装舰的电磁特性、平面阵天线与传统离散天线装舰布置方式的区别,以及平面阵天线间主要的电磁干扰耦合方式。分析并提出阵面天线的应用将使得高场强分布由离散的舰面分布,改变为集中分布并向高空间发展,呈现出立体分布特性;改变原来天线的隔离度特性,将产生新的强近场环境的电磁干扰特征,对舰载天线和电子设备的优化布置产生重大影响。为解决平面阵天线带来的新问题,必须突破的关键技术将涉及辐射源、耦合途径和敏感设备的电磁分析、建模和试验验证等方面,电磁分析需要计入舰船物理环境和天线布置状态的影响。同时,在平面阵天线的优化布置尚无相关标准可依的情况下,可以先通过试验获取不同条件下天线间隔离度数据作为参考,并通过抑制表面波传输等手段进一步控制电磁兼容性。此外,还需加强对上层建筑的空间和频谱的管理,防止各平面阵天线间的相互干扰。     

内河船舶系泊布置设计研究

内河船舶因其营运环境条件和系泊布置存在特点,其设计应根据规范要求、匹配限制条件、按照设计方法开展并完成。文章以三峡升船机船型滚装船的系泊布置为例,探讨了内河船舶系泊布置的设计方法和设计要点。